Model semistrukturalny

Wykład X
Model semistrukturalny
•
•
•
•
•
•
•
•
•
standaryzacja danych z różnych źródeł
realizacja złożonej struktury zależności, wielokrotne zagnieżdżania
zobrazowane przez grafy skierowane
model samoopisujący się
wielkości i typy atrybutów encji z tej samej grupy mogą się różnić
wykorzystywany do wymiany i integracji danych z źródeł heterogenicznych
struktury danych nie muszą być regularne
łatwość wyszukiwania, bez wiedzy o typach atrybutów
trudniejsza optymalizacja
XML ( ang. Extensible Markup Language – Rozszerzalny Język Znaczników)
•
to nie język programowania
•
standard rekomendowany oraz specyfikowany przez W3C
•
to sposób zapamiętywania danych wraz z ich strukturą w dokumencie tekstowym
§
otwarty, elastyczny, bezpłatny, nadmiarowy
§
niezależny od platformy sprzętowej
XML to rama składniowa do tworzenia języków specyficznych dla wielu zastosowań
XML a model semistrukturalny
różnice:
•
w modelu danych semistrukturalnych można wyrazić dowolny graf skierowany, w XML –
tylko drzewo
•
w dokumentach XML kolejność występowania elementów w ramach elementu nadrzędnego
jest ważna. W modelu semistrukturalnym krawędzie nie są porządkowane
•
w dokumencie XML istnieje kilka typów składników struktury, spośród których
podstawowe to elementy i atrybuty. W modelu danych semistrukturalnych nie istnieje takie
rozróżnienie
Document Object Model ( DOM )
•
Document Object Model jest standardem modelowania dokumentów XML przy użyciu
struktury drzewa – znaczniki XML i ich zawartości są modelowane przez węzły drzewa;
zagnieżdżanie znaczników służy za podstawę do konstruowania hierarchii.
Wykład X
•
Document Object Model jest wykorzystywany jako forma reprezentacji dokumentów XML
w pamięci komputera
•
transformacja dokumentu XML do postaci DOM jest realizowana automatycznie przez
parser DOM
standard W3C DOM definiuje zespół klas i interfejsów, pozwalających na dostęp do
struktury dokumentów oraz jej modyfikację
•
Rysunek pozyskano z materiałów II Szkoły PLOUG
Poprawność dokumentu w XML
Dokument dobrze sformułowany ( ang. well – formed ) zgodność z regułami skład XML
§
niepusta zawartość
§
wszystkie konstrukcje rozpoczęte muszą być jawnie zakończone
§
każda konstrukcja zawarta w innej musi być w niej zawarta w całości
Przeznaczenie: tylko wyświetlanie
Wykład X
Dokument prawidłowy ( ang. valid ) poprawność składniowa
§
jest well – formed
§
powiązany i zgodny z istniejącym DTD lub XML Schema
Przeznaczenie: wyświetlanie i przetwarzanie
Dokument w XML
• plik tekstowy
• znaczniki początkowe ujęte w znaki < >
• końcowe ujęte w </ >
• budowa dokumentu – prolog, element główny, elementy podrzędne
• znakowanie znaczeniowe
• nie ma predefiniowanych znaczników
• znaczniki odzwierciedlają strukturę dokumentu/danych
• znacznikom nie jest z góry przypisany sposób prezentacji
• do formatowania wizualnego konieczne jest użycie arkusza stylistycznego
Język Xpath ( ang. XML Path Language, język scieżek )
To specyfikacja języka służącego do adresowania, odczytywania i przeszukiwania drzew DOM
dokumentów XML.
Xpath
•
odgrywa podobną rolę w stosunku do drzew DOM, jak język SQL w środowisku
relacyjnych baz danych
•
stosuje notację przypominającą ścieżki dostępu w systemach plików
•
zawiera bibliotekę standardowych funkcji
•
pozwala stosować dwa rodzaje zapisu wyrażeń: skrócony, pełny lub mieszany
•
jest rekomendowany przez W3C
Wykład X
przykłady wyrażeń:
/ katalog / ksiazka / autorzy
/ / wydawnictwo
/ / ksiazka [ 1 ] / / autor [ 2 ]
/ / ksiazka [ @isbn = ”83-7279-149-X ” ]
/ / ksiazka [ contains ( tytul , ” XML ”) ]
Bazy danych a XML
•
bazy danych umożliwiające przechowywanie danych w formacie XML ( ang. XML –
enabled database systems) – postrelacyjne, obiektowo-relacyjne systemy zarządzania, które
na wejściu i wyjściu akceptują i generują dane w postaci XML.
•
bazy danych dokumentów XML – natywne bazy danych XML ( ang. native XML database
systems ) - zorientowane na przetwarzanie dokumentów XML ( podstawowy typ
przechowywania )
Standard SQL/XML został zdefiniowany w postaci specyfikacji przygotowanej przez
nieformalną grupę SQLX. W pracach nad nimi brali udział przedstawiciele takich firm jak:
DataDirect Technologies, Hewlett-Packard, IBM, Microsoft, Oracle, Sybase i innych. SQL/XML to
ogólny standard dotyczący zastosowania SQL w ogólnie rozumianym przetwarzaniu dokumentów
XML. Jego pierwsze implementacje zostały stworzone przez Oracle, IBM i DataDirect
Technologies.
Pod koniec roku 2003 SQL/XML stał się częścią standardu języka SQL.
Zakres standardu SQL/XML definiuje
•
mapowanie pomiędzy SQL a XML
•
typ danych XML
•
funkcje
Typ danych XML
W większości systemów zarządzania bazą danych użytkownicy mogą przechowywać
dokumenty XML za pomocą typów VARCHAR, CLOB lub też w postaci dekomponowanej na
kolumny typu prostego znajdujące się w jednej lub wielu tabelach. Wszystkie te metody mają swoje
wady, najważniejszą jest to, że SZBD „ nie wie ”, że przetwarza dokumenty XML. W związku z
tym sposób przetwarzania nie uwzględnia specyfiki struktur oraz metod przetwarzania XML.
SQL/XML wprowadza nowy typ danych mający na celu zwiększenie funkcjonalności i wydajności
Wykład X
przetwarzania dokumentów XML. Typ ten wg standardu można wykorzystywać do definiowania
kolumn tabel, zmiennych, oraz parametrów procedur i funkcji.
W przypadku bazy danych Oracle to typ XMLType
Jego obiektowy charakter umożliwia wykorzystywane wartości typu XMLType nie tylko w
przypadkach narzucanych przez standard SQL/XML
przykłady:
1)
CREATE TABLE Produkty_xml
( Kod NUMBER( 5 ) ,
Opis XMLType ) ;
INSERT INTO Produkty_xml VALUES ( 125 ,
XMLType ( ‘< produkt> < nazwa> Komputer </nazwa > < cena > 1975</cena> </produkt> ‘ ) ) ;
2)
CREATE OR REPLACE FUNCTION Fun_xml
RETURN XMLType IS
BEGIN
RETURN XMLType('<maly>dokument</maly>');
END;
3)
CREATE TABLE Cv_xml OF XMLTYPE ;
SELECT * FROM Cv_xml ;
<zbior>
<cv>
<dane_osobowe>
<imie> Święty </imie> <nazwisko> Mikołaj </nazwisko>
<adres> <ulica> Choinkowa 113 </ulica> <miasto> Chmura Śniegowa </miasto> </adres>
<telefon>nieznany</telefon>
<data_urodzenia>1573</data_urodzenia>
</dane_osobowe>
Wykład X
<jezyki>
<jezyk>
<nazwa>Angielski</nazwa>
<stopien>Doskonały</stopien>
</jezyk>
<jezyk>
<nazwa>Niemiecki</nazwa>
<stopien>Przeciętny</stopien>
</jezyk>
...
</cv>
</zbior>
Przeszukiwanie dokumentów XML
dokumenty zapisane w bazie danych jako obiekty XMLType mogą być łatwo przeszukiwane z
poziomu SQL dzięki specjalnym funkcjom:
•
ExistsNode( , )
•
Extract( , )
•
Extractvalue( , )
Najbardziej ogólna składnia tych funkcji;
<funkcja>(< obiekt_xmltype >, ' < wyrażenie_xpath >')
•
funkcja existsNode( ) sprawdza, czy wynik ewaluacji podanego wyrażenia Xpath
zwraca przynajmniej jeden element. Jeśli tak, wówczas wynikiem jej działania jest
wartość 1, w przeciwnym przypadku 0.
•
funkcja extract( ) zwraca fragment dokumentu XML wyznaczony przez podane
wyrażenie Xpath.
•
funkcja extractValue( ) zwraca zawartość tekstową węzła wyznaczonego przez podane
wyrażenie Xpath. Wyrażenie to musi wskazywać na nie więcej niż jeden węzeł, inaczej
funkcja nie zadziała.
przykłady:
SELECT Kod , extract (Opis ,’ /produkt/ nazwa[ cena > 1500] ‘) FROM Produkty_xml ;
odp:
125 <nazwa> Komputer </nazwa>
Wykład X
SELECT extract ( VALUE ( k ) , ‘ //autor ’ ) FROM Ksiazki_xml k ;
odp:
<autor>Stephen Forte</autor> <autor>Thomas Howe</autor> <autor>Kurt Wall</autor> <autor>Paul Cassel</autor>
<autor>Craig Eddy</autor> <autor>Jon Price </autor> <autor>Scott Worley</autor> <autor>Fabio Arciniegas</autor>
...
<autor>Elliotte Rusty Harold</autor> <autor>Robert Eckstein</autor>
SELECT k.existsNode('//ksiazka[cena=31]') FROM Ksiazki_xml k;
odp:
1
SELECT extractvalue(value(k),'//ksiazka[cena=31]/tytul') FROM
Ksiazki_xml k;
odp:
Dane w sieci WWW
SELECT extract(value(k),'//ksiazka[cena=31]/tytul') FROM
Ksiazki_xml k;
odp:
<tytul>Dane w sieci WWW</tytul>